




催化燃烧在水泥生产中的应用
在水泥工业中,水泥熟料的煅烧是通过煤的燃烧来实现的,煤的燃烧状况直接影响到水泥熟料的燃烧效果。煤在催化剂作用下,加速氧化物放氧,使煤炭迅速燃烧,提高燃烧的强度。
给水泥煅烧提供了足够热能,同时也提高了水泥煅烧热动力,加速热传递,促进质点、固相、气相、液相反应,提高了物质扩散速度和相间反应速度。
已有研究表明,“CHCT”催化剂在水泥熟料煅烧过程中通过对煤炭的催化燃烧可有效促进固相反应、液相反应以及熟料急冷。另有实验表明,MnO2的催化效果也较好,其蕞佳添加量为8%~ 16%,且对水泥熟料的性能不会产生影响。
催化燃烧法的优点有哪些?
1.催化燃烧可以降低有机废气的起始燃烧温度。例如、甲醛在以氧化铝为载体的Pt催化剂(Pt/Al2O3)的作用下,室温下就开始燃烧,而直接燃烧法起始燃烧点通常为300~600℃。
2.燃烧不受碳氢化合物浓度的限制。
3.基本上不会造成二次污染。
4.设备较简单,***少。
无论燃煤是发电还是供热、供汽,使用它的主要设备为锅炉。我国大中城市中普遍使用小型锅炉供热,更小型的茶炉供应开水。这样,成千上万根细小的烟囱,就一起竖直着指向天空,随时喷出一股股黑烟,污染天空。因此科学家提出治理大气污染应从锅炉开始。
催化燃烧过程当气流中的污染物可被氧化时,燃烧是一种彻底的污染控制方案
碳氢化合物就属于这类污染物。燃烧可以分为直接火焰燃烧和催化燃烧两类。燃烧即是在氧和热的作用下将碳氢化合物转化为水和二氧化碳。其反应方程式如下:CnH2m (n m/2)O2=nCO2 H2O Heat在燃烧过程中,气流量和有机物负荷是选择燃烧技术的重要参数。一个衡量污染物负荷的参数是低极限(LEL)或低可燃极限(LFL)。气流的低极限是气体可自燃的有机物浓度(100%LEL)。由于100%LEL具有***,美国消防协会规定气流的LEL不能超过50%,在LEL超过25%时应设置可燃气体监控装置。另一个要考虑的因素是气流的能量密度,当气流的能量密度必须大于3.7MJ/m3时点火后气体可自行维持燃烧,否则需要提供辅助燃料,另外要考虑燃烧后不产生***的副产品。能量值低于3.7MJ/m3的气体,可利用催化剂来帮助氧化燃烧。
经常使用的活性催化剂是铂或钯的化合物,使用陶瓷作载体。使用催化剂可降低燃烧温度,节省运行费用,但是主要缺点是微量的硫和铅的化合物会使催化剂,而且特定的催化剂对每种有机污染物起到催化燃烧的作用是不同的,对有些有机污染物的去除可能无效。
催化燃烧法是以催化燃烧代替传统的火焰燃烧,降低了燃烧温度,提高了能量利用率。另外,催化燃烧产生的热流温度适中,无需冷却空气的稀释,提高了热效。不过,催化燃烧法也存在着不足之处,有的气体燃烧条件比较苛刻,需高温,高空和高水蒸气分压,因此催化剂必须具备较高的活性、高热稳定性和较高的水热稳定性,以及一定的抗能力。而通常催化剂活性与稳定性是相矛盾的,另外该方法对机械强度要求也较高,要求能抗冲刷和热冲击。